DE1030427B

DE1030427B - Elektrische Regeleinrichtung mit elastischer Rueckfuehrung

Info

Publication number: DE1030427B
Application number: DEL11308A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Samal
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1952-01-12
Filing date: 1952-01-12
Publication date: 1958-05-22

Description

Es sind selbsttätige Regeleinrichtungen bekanntgeworden, bei welchen die Lage des Meßwerkzeigers durch mechanische Hilfsmittel (Fallbügelregler), optische Mittel (Fotozelle) usw. abgetastet werden. Ein Verfahren, das besonders vorteilhaft ist, ist das induktive Verfahren, bei welchem sich eine am Meßwerkzeiger befestigte Tastspule im Luftspalt eines mit Wechselstrom erregten Magneten befindet. Bei Abweichungen des Zeigers aus der eingestellten Sollage heraus, wird in der Spule eine Wechselspannung induziert, die nach entsprechender Verstärkung einen Regelvorgang auslöst. Die in einer solchen Abtastspule induzierte Spannung wird vorwiegend in einer Elektronenröhre verstärkt, deren Ausgangsstrom über ein Relais, eine pneumatische Auslaißdrossel od. dgl. die Regelung bewirkt.

Ein stabiles Zusammenarbeiten von Regler und Regelstrecke ist in vielen Fällen nur bei Einführung einer Rückführeinrichtung zu erzielen, wobei eine elastische Rückführung besonders günstig ist, weil sie ao den eingestellten Sollwert nicht verfälscht. Eine bekannte Rückführeinrichtung dieser Art sieht z. B. vor, das von der Ausgangs-spannung ein Kondensator auf- und entladen wird, wobei die Ströme durch eine besondere Wicklung des Reglermeßwerkes fließen.

Eine solche Rückführeinrichtung hat verschiedene Nachteile; ihr größter ist, daß durch den Rückführimpuls die Anzeige des Reglermeßwerkes gefälscht wird, da Meß- und Rückführimpuls gemeinsam auf das Meßwerk einwirken. Das Meßwerk ist also nicht in der Lage, den tatsächlichen Istwert anzuzeigen. Ein weiterer Nachteil ist die Notwendigkeit, eine zweite Wicklung auf dem Meßwerk unterzubringen, was herstellungsmäßig schwierig ist und empfindliche Meßwerke in oft unzulässiger Weise belastet. Die Summenbildung von Meß- und Rückführungsimpuls kann außerdem nur bei drehspulartigen Meßwerken in einfacher Weise erfolgen.

Weiterhin ist eine selbständige elektrische Regeleinrichtung mit Rückführeinrichtung bekanntgeworden, bei welcher die Rückführeinrichtung mit Hilfe eines Kondensators die erste zeitliche Ableitung des Ausgangsstromes bildet und dem Eingangskreis zuführt. Diese Einrichtung hat den wesentlichen Nachteil, daß zwischen Regelspannung und Rückführspannung eine Phasendifferenz herrscht, durch welche die Regelung nicht von der Summe oder Differenz der Absolutwerte der Spannungen beeinflußt wird, sondern vom Absolutwert des durch vektorielle Addition oder Subtraktion der beiden Spannungsvektoren gewonnenen resultierenden Vektors abhängig ist.

Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Regeleinrichtung, bei der einem Verbraucher über einen Verstärker als Regelgröße eine insbesondere mit Elektrische Regeleinrichtung
mit elastischer Rückführung

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dipl.-Ing. Erwin Samal, Heiligenhaus,
ist als Erfinder genannt worden

Hilfe eines Schwenkspulinstrumentes erzeugte, der Abweichung des Istwertes vom Sollwert proportionale Spannung zugeführt wird, wobei eine elastische Rückführung vorgesehen ist, deren Rückführungsspannung dem Eingang des Verstärkers in Reihe mit der Regelspannung zugeführt wird.

Gemäß der Erfindung wird bei einer solchen Einrichtung in den Rückführweg ein nach dem Schwenkspulprinzip arbeitender Meßwertformer eingeschaltet.

In der Zeichnung sind in Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit einem induktiven Abtastsystem dargestellt. In Fig. 1 wird das Erregersystem 1 über die Wicklung 2 aus dem Wechselstromnetz gespeist. Im Luftspalt 3 bewegt sich die Schwenkspule 4, die beispielsweise mit der Drehspule 5 eines von einem Thermoelement 8 gespeisten Meßwerkes 6, 7 gekoppelt ist. Solange das Meßwerk die Sollstellung einnimmt, befindet sich die Schwenkspule 4 in einer neutralen Lage, bei der in ihr keine Spannung induziert wird. Bei einer Abweichung der Drehspule 5 vom eingestellten Sollwert wird dagegen in der Spule 4 eine Spannung induziert, die an den Eingang des Verstärkers 9 angelegt und vom Verstärker 9 verstärkt wird. Der der Endröhre 10 entnommene Strom wird dann einem Stellglied 11 zugeführt.

In Reihe mit der in der Schwenkspule 4 induzierten Spannung liegt zwischen den Klemmen 14 und 15 eine Spannung, die in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Verstärkers mittels eines Meßwertumformers erzeugt wird. Als Meßwertumformer dient ein Tauchspulensystem, das aus dem Topfmagneten 18 und der Schwingspule 19 besteht. Die Schwingspule

809 527/363

19 ist über die Klemmen 16 und 17 mit zwei Leitungen verbunden, die über einen Kondensator 12 und einen einstellbaren Widerstand 13 an die Klemmen des Stellgliedes 11 angeschlossen sind. Mit dSfh Kondensator, der über den Widerstand 13 mit veränderlicher Geschwindigkeit aufgeladen und entladen wird, wird eine elastische Rückführung bezweckt. Von dem Ladestrom des- Kondensators wird die Schwingspule 19^; durchflossen und infolgedessen die Zunge 20 ausgelenkt, welche dann die Induktionsspule 21 nach oben oder unten bewegt. Die Induktionsspule 21 befindet sich im Luftspalt 25; eines Erregersystems 22, das einen zum Luftspalt 25 senkrechten .zweiten Luftspalt 24 besitzt und dessen Wicklung 23 aus dem Wechselstromnetz gespeist wird. In ihrer Ruhelage befindet sich die Induktionsspule 21 in der Symmetrielage des Wechselfeldes, so daß in ihr keine Spannung induziert wird. Bei einer Auslenkung der Induktionsspule 21 wird in ihr eine von der Ausgangsspannung des Verstärkers abhängige Rückführwechselspannung induziert, die dann mit in den Eingangskreis des Verstärkers 9 eingespeist wird.

Ein solcher Meßwertumformer muß nicht ein Gleichstrom-Wechselstrom-Umformer sein, sondern kann auch ein Gleichstrom-Gleichstrom-Umformer sein, der beispielsweise mit Hilfe einer Fotozelle und einer Blende, die an der Zunge 20 befestigt ist, eine Gleichspannung zur Einspeisung in den Verstärkereingang erzeugt.

Besitzt der Verstärker jedoch einen Wechselstromausgang, was der Fall ist, wenn der Verstärker in Verbindung mit einem Induktionsmotor arbeiten soll, dessen Drehrichtung je nach einer "Unter- oder Überschreitung entgegengesetzt ist,- so wird es notwendig, in den Rückführimpuls auch eine Phasenabhängigkeit, 35 ' hineinzubringen, was z. B. durch einen Meßwertumformer geschehen kann, der aus einem die Induktionsspule 21 verstellenden phasenabhängigen Meßsystem 26 gemäß Fig. 2 besteht.

In den Fig. 2 sind an die Klemmen 14, 15 und 16, 17 die gleichen Teile angeschlossen zu denken, die in Fig. 1 mit diesen Klemmen verbunden sind. Den Stromspulen des phasenabhängigen Meßsystems 26 wird also über den Kondensator 12 die Ausgangsspannung des Verstärkers 9 zugeleitet. Mit dem Rotor 4-5 des Meßsystems 26 ist eine Gabel 27 gekuppelt, mittels der die Zunge 20 und damit die Induktionsspule 21 nach oben oder unten bewegt wird.

Der Meßwertumformer nach der Erfindung hat den Vorteil, daß durch ihn Anzeige des Reglermeßwerkes in keiner Weise gefälscht wird, dieses also voll seinen Charakter als Meßgerät beibehält und den tatsächlichen Istwert anzeigt. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, durch passende Auslegung des Meßwertumformers die günstigsten Verhältnisse zu erhalten, ohne auf das Meßwerk irgendwie Rücksicht nehmen zu müssen. Im übrigen gestattet ein solcher Meßwertumformer überhaupt erst bei einem induktiven Abführgröße entsprechende zusätzliche Wechselspannung in den Eingangskreis des Verstärkers zu geben.

Claims

Patentansprüche.

1. Elektrische Regeleinrichtung, bei der als Regelgröße eine insbesondere mit Hilfe eines Schwenkspulinstrumentes erzeugte, der Abweichung des Ist- vom Sollwert proportionale Spannung einem Verbraucher über einen Verstärker zugeführt wird, mit einer elastischen Rückführung, deren Rückführungsspannung dem Eingang des Verstärkers in Reihe mit der Regelspannung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rückführweg ein nach dem Schwenkspulprinzip arbeitender Meßwertumformer eingeschaltet ist.

2. Rückführung nach Anspruch 1 für Regel-. systeme, bei denen mittels eines die Lage des Meßwerkes abtastenden induktiven Abtastsystem? ' die Eingangsspannung eines Verstärkers geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert umformer aus einem Dauermagnetsystem (18) und einer von der Ausgangsspannung des Verstärkers·, gespeisten Spule (19) besteht, mit der eine Induktionsspule (21) gekuppelt ist, die sich im Wechselfeld eines Magneten (22) befindet und bei Ände- ' rung der Ausgangsspannung des Verstärkers eine zusätzliche Wechselspannung in den Eingängskreis des Verstärkers gibt (Fig. 1). ■'.'<,'■

3. Rückführeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dauermagnetsystem ein Topfmagnet (18) mit ringförmigem Luftspalt vorgesehen ist, in welchem sich eine von der Ausgangsspannung des Verstärkers gespeiste Schwingspule (19) bewegt. .

4. Rückführeinrichtung nach Anspruch 2,' dadurch gekennzeichnet, daß als Erregersystem für die Induktionsspule (21) ein Dreifingereisen (22) mit zwei voneinander senkrecht stehenden Luftspalten (24, 25) vorgesehen ist.

5. Rückführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwertumformer ein phasenabhängiges Meßsystem (26), dessen Stromspulen von der Ausgangsspannung des Verstärkers gespeist werden, in Verbindung mit einem Schwenkspulsystem angeordnet ist, dessen Induktionsspule (21) sich im Wechselfeld eines Erregersystems (22) befindet und bei Änderung der Ausgangsspannung des Verstärkers eine zusätzliche ' Wechselspannung in den Eingangskreis des Verstärkers gibt (Fig. 2).

6. Rückführeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertumformer zur Erzielung einer elastischen Rückführung über einen Kondensator (12) von der Ausgangsspannung des Verstärkers gespeist wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 640 683, 642 508,

tastsystem mit Gleichstromausgang eine der Rück- 693 996.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen